[发明专利]一种大尺度模拟污染物在含水层垂向迁移的模拟装置

说明书

技术领域

 本发明涉及研究污染物穿透能力的实验装置，特别是一种大尺度模拟污染物在含水层垂向迁移的模拟装置。

背景技术

随着经济的大力发展，环境污染问题日益严重。大量的环境污染物质进入地下水环境之中。污染物并不是直接进入地下水中，而是要通过土壤等多孔介质在垂向上进行迁移，其穿透能力越强则可以进入更深的含水层，从而导致更严重的污染。众所周知自然界中的土壤是可以通过自身的物理、化学以及生物的作用达到降低或消除土壤中的污染物质。土壤通过自身吸附、分解、迁移、转化，而使土壤污染浓度降低而消失。但是这个过程由于受到各种野外实际情况的限制而并不能大规模的开展野外试验。所以通过室内试验研究是解决这类问题的关键。

    目前进行室内研究的手段是通过物理模拟和数值模拟。但是目前物理研究主要集中在室内柱试验上。试验柱子通常是利用1-10cm直径的柱子进行小尺度的研究，影响试验结果的因素太多，其试验结果必然不会太精确。所以要选择一个大尺度的模拟装置提高试验精度。一种大尺度可模拟污染物在含水层垂向迁移的模拟装置能够在一个大的尺度上研究污染物的穿透能力，通过设置的淋滤装置、测验装置、水质监测装置、降雨装置、样品投放装置等设计的部分功能，使得装置能够模拟出在不同条件下污染物在地下水含水层中的迁移过程，从而得出相关的结论。

发明内容

本发明目的在于针对上述存在问题，提供一种大尺度模拟污染物在含水层垂向迁移的模拟装置，该装置可以模拟野外不同的地层土壤介质类型，不同地下水含水层渗流场等条件，研究在不同条件下污染物在含水层垂向上的迁移转化的规律。

本发明的技术方案：

一种大尺度模拟污染物在含水层垂向迁移的模拟装置，包括含水层模拟装置、降雨装置、水位调节装置、真空泵和测压表，含水层模拟装置为带有顶盖的箱体并固定于底座上，箱体上部为矩形体，矩形体上部为蓄水层、下部为渗流层，底部为锥形体，锥形体为负压层，渗流层和负压层之间设有一块包覆有300目纱网的多孔有机玻璃隔板，渗流层中按照野外地层顺序填装试验用土壤或砂石并埋有试验用层状透水陶瓷或球状透水陶瓷，箱体渗流层侧壁上设有81个取样孔并通过设置有于侧壁上的81个直通铜管固定，其中纵向设有间距相同的九列取样孔，每列横向设有间距相同的九个取样孔，每个取样孔直通铜管的外端连接有铜质宝塔和硅胶管，直通铜管的外端与铜质宝塔之间设有200目致密纱网并利用硅胶垫片密封，箱体蓄水层侧壁设有进水口、出水口和蓄水层压力探头，负压层锥侧面设有负压层压力探头和抽气孔，负压层底部设有排水口；降雨装置包括水槽、蠕动泵、三通转换开关、进口玻璃转子流量计、有机玻璃管和进口玻璃转子流量计，蠕动泵进水口通过硅胶管与水槽连接，蠕动泵出水口通过硅胶管与三通转换开关进口连接，三通转换开关的一个出口通过硅胶管与有机玻璃管进口连接并设有进口玻璃转子流量计，另一个出口通过硅胶管与箱体蓄水层的进水口连接，有机玻璃管的出口设有出口玻璃转子流量计，有机玻璃放于含水层模拟装置箱体上；真空泵通过硅胶管与负压层的抽气孔连接；测压表通过导线分别与蓄水层压力探头和负压层压力探头连接。

本发明的优点是：该装置可根据野外岩土地层情况按照一定的比例缩放后填装至渗流层内，通过负压层调节渗流层上下两端的水力压力，也可模拟降水过程、渗流层介质中的微生物细菌等对污染物在含水层垂向上的迁移的影响，从室内试验的角度有效的揭示野外实际情况中污染物在地层介质中的迁移规律。

附图说明

图1为该模拟装置结构示意图。

图2为该模拟装置中降雨装置部分放大示意图。

图3为该模拟装置中取样孔处局部放大示意图。

图中：1.箱体，2.底座，3.多孔有机玻璃隔板， 4.取样孔，5.直通铜管，6.铜质宝塔，7.硅胶管，8.纱网，9.硅胶垫片，10.进水口，11.出水口，

12.蓄水层压力探头，13.负压层压力探，14.抽气孔，15.排水口，16.水槽，

17.蠕动泵，18.三通转换开关，19.进口玻璃转子流量计，20.有机玻璃管，

21.出口玻璃转子流量计，22.真空泵，23.测压表。

具体实施方式

实施例：